Principales défaillances de turbo
Common Les principales défaillances de turbo suscitent de nombreuses discussions entre nos clients et notre département technique. Afin de faciliter l’identification des principales défaillances sous garantie et afin d’apporter des conseils sur la future prévention des défaillances, nous avons réalisé une série de recommandations :
Survitesse (et fatigue de cycle élevé)
La survitesse a lieu lorsque le turbo fonctionne au-delà de ses limites de fonctionnement normal.
Quelles sont donc les causes de la survitesse?
- Modifications du moteur incluant la reprogrammation « » et « suralimentation en carburant »;
- Alimentation d’air irrégulière dans le turbo – le conduit d’air peut avoir subi une déchirure ou être complètement détaché, il peut y avoir également des restrictions au niveau du filtre à air ou des conduits;
- Mauvais réglage de la soupape de décharge ou du mécanisme VNT;
- Injecteurs usés;
- Installation d’un turbo inadapté;
- Perte de signal du SREA (Actuateur Électronique Rotatif Simple) pour la soupape de décharge ou le contrôle VNT;
Effets visibles de survitesse
- L’effet « peau d’orange »;
- Les dommages sur la pale de l’inducteur peuvent être causés par un frottement du carter;
- Taches dû à l’oxydation;
- Perte partielle des pales;
- Roue éclatée.
Explication de l’effet « peau d’orange:
L’effet « peau d’orange » sur la paroi arrière de la roue de compresseur est provoqué par une expansion et une contraction. Lorsque la roue de compresseur est en survitesse, elle s’agrandit. Cette expansion occasionne des fissures entre les joints de grains du matériau. Dans les cas légers, ils retournent à leur état initial (comme un élastique) mais dans la plupart des cas, ces fissures s’accentuent et une partie du centre de la roue peut finir par se détacher.
Il arrive souvent que la défaillance du turbo ne soit pas attribuée à la survitesse étant donné que d’autres défaillances peuvent survenir à cause de cette survitesse. Un transfert de matière et une décoloration de certaines pièces peuvent être le signe d’un manque de lubrification. Les stries présentes sur les pièces peuvent être le signe d’une contamination de l’huile. Cependant, les particules responsables des stries peuvent provenir des paliers à cause de la survitesse et du déséquilibre qui s’en est suivi.
Ce déséquilibre peut aussi provoquer des frottements de la roue de compresseur et de la roue de turbine dans les carters, pouvant entraîner à leur tour une rupture de l’arbre et une perte d’une partie des pales.
En résumé, la survitesse provoque énormément de dégâts et est souvent la première cause de défaillance ! Le fait de pouvoir reconnaitre ces signes lors des diagnostiques des retours sous garantie fera économiser du temps et de l’argent.
Contamination de l'huile
L’importance de l’huile est souvent sous-estimée. Pourtant, une huile de moteur propre et filtrée est une condition préalable essentielle et une nécessité pour tous les turbocompresseurs. La contamination provoquera une usure prématurée de nombreux composants et finira par causer une défaillance désastreuse.
Signes de contamination de l’huile:
- Rayures sur les butées;
- Rayures sur les paliers;
- Rayures sur le diamètre du palier de l’axe de turbine;
- Odeur de carburant dans l’huile.
Alternatively, if oil Par ailleurs, si les niveaux d’huile sont trop bas ou si l’huile n’est pas adaptée, le turbocompresseur risque de défaillir prématurément. Si la cause initiale de défaillance n’est pas repérée, il est fort probable que cette défaillance se produise de nouveau avec le turbo rénové. Les systèmes de paliers peuvent subir des dégâts désastreux seulement quelques secondes après la mise en marche du turbocompresseur.
Quelles sont les causes de la contamination de l’huile?
- Une forte accumulation de carbone dans le moteur peut rapidement contaminer la nouvelle huile;
- Contamination de l’huile neuve durant l’entretien (accidentelle);
- En cas de filtre à huile bouché/endommagé ou en cas d’utilisation d’une huile de mauvaise qualité;
- Huile détériorée causée par des températures excessives ou un délai trop long entre chaque entretien;
- Usure naturelle du moteur provoquant des dépôts dans l’huile;
- Carburant ou eau se mélangeant avec l’arrivée d’huile.
Prévention des défaillances de turbo:
- L’utilisation d’huile et de filtres neufs aide à réduire le risque. Nous conseillons l’utilisation de filtres recommandés par le fabriquant lors de la réinstallation du turbo;
- Le grade de l’huile de remplacement doit être adapté au moteur;
- Remplacer ou nettoyer les conduits d’entrée d’huile et les microfiltres intégrés en ligne aide à éviter les dépôts de carbone ou d’impuretés qui peuvent causer une restriction de l’alimentation en huile vers les paliers.
Fuites d'huile
L’importance de l’huile est souvent sous-estimée. Les fuites d’huiles peuvent avoir de nombreuses causes, souvent liées au degré de compression au sein des carters du compresseur et de la turbine. En cas de fuite d’huile, il est important de ne pas considérer le segment comme l’unique joint d’étanchéité mais plutôt d’imaginer que c’est l’ensemble support-segment/alésage du carter central, segments et la pression dans les carters qui constituent à eux tous un « système d’étanchéité ».
Si une des pièces de cet assemblage est défectueuse, cela peut être nuisible pour les autres pièces de ce « système d’étanchéité ». Par exemple, un segment et un support-segment peuvent être géométriquement corrects, mais des fuites d’huile peuvent se produire au niveau du compresseur. Tout simplement car la troisième pièce du puzzle, la pression, n’est pas adaptée.
Si la cause initiale de défaillance n’est pas repérée, il est fort probable que cette défaillance se produise de nouveau avec le turbo rénové. Les fuites d’huile peuvent gravement endommager les systèmes de palier, parfois seulement quelques secondes après la mise en marche du turbocompresseur. Afin de vous aider à identifier et prévenir de nouvelles fuites d’huile lorsque vous effectuez une réparation, vous trouverez ici une liste des principales causes et les signes de fuites d’huile.
Causes de fuites d’huile coté compresseur:
- Des obstructions ou restrictions au niveau du conduit d’entrée d’air ou du filtre d’entrée d’air peuvent provoquer une dépression, entraînant une fuite d’huile dans le carter du compresseur;
- Fuites d’air au niveau du tuyau d’aspiration ou du refroidisseur
Causes de fuites d’huile coté turbine:
- Fuites dans le système d’échappement;
- Carter central obstrué;
- Fuites dans le dispositif d’EGR (recyclage des gaz d’échappement).
Causes de fuites d’huile au niveau du compresseur et de la turbine:
- Obstruction ou blocage du conduit de vidange d’huile reliant le turbocompresseur au moteur;
- Restriction ou obstruction du carter du système de ventilation;
- Les arrêts répétés du moteur à chaud provoquant des dépôts de carbone (coke) dans le carter central;
- Dégâts matériels sur les pièces rotatives du turbo et jeu de paliers excessif (probablement causé par d’autres défaillances);
- Pression excessive du carter vilebrequin (fuite au niveau des pistons);
- Installation du mauvais turbocompresseur.
Prévention des défaillances de turbo:
- S’assurer que les conduits d’air et d’huile ne soient ni bloqués ni obstrués;
- Vérifier l’absence de fuite du système d’échappement;
- S’assurer que le FAP (filtre à particules) et que le convertisseur catalytique ne soient pas obstrués
Remarque:
Des fuites d’huile peuvent survenir sur les équilibreuses VSR (grande vitesse) car les pressions ambiantes, nécessaires à la création du joint d’étanchéité, ne sont pas présentes vu qu’aucun carter n’est utilisé. Par conséquent, de l’huile peut être expulsée aussi bien du côté compresseur que du côté turbine, donnant l’impression qu’il y a une fuite. Il est improbable que cela se produise lors de l’installation du turbo de rechange dans le moteur.
Une fuite d’huile peut survenir lorsque le moteur tourne au ralenti. La pression au sein des carters est plus basse, ce qui peut créer un vide, provoquant une fuite d’huile vers le carter de la turbine. Une fois que le moteur tourne à vitesse normale, les pressions se rétabliront et les fuites cesseront.
Manque de lubrification/d'huile
Ci-dessous, nous avons souligné les causes et les signes de manque d’huile afin de vous aider à identifier et prévenir le retour du problème lors des réparations. Si la cause initiale de défaillance n’est pas repérée, il est fort probable que cette défaillance se produise de nouveau avec le turbo rénové.
Un manque de lubrification peut gravement endommager les systèmes de paliers, parfois seulement quelques secondes après la mise en marche du turbocompresseur.
Manque de lubrification/d’huile:
- Transferts de matière (provoqués par la température élevée résultant de la friction des paliers) vers les autres pièces de butées et vers l’arbre de turbine;
- Décoloration des pièces de butées et de l’arbre de turbine;
- Usure excessive des patins de butées;
- Usure excessive des paliers
Causes du manque de lubrification:
- Mauvais entretien du filtre à huile;
- Manque d’huile dans le carter d’huile;
- Joint de l’entrée d’huile inadapté, conduisant à une restriction de l’approvisionnement en huile;
- Cokéfaction / dépôts de carbone dans le conduit de lubrification;
- Application de silicone sur le joint du conduit d’entrée d’huile causant des obstructions;
- Accumulation de résidus ou de calamine dans le carter central à cause des arrêts du moteur à chaud;
- Filtre à huile endommagé, bloqué ou de mauvaise qualité;
- Non amorçage du turbo avec de l’huile avant le premier fonctionnement;
- Moteur non-utilisé pendant de longues périodes, particulièrement par temps froid;
- Conduits de lubrifications abimés ou pliés;
- Usure du moteur.
Prévenir les défaillances de turbo dues à un manque de lubrification/d’huile:
- L’approvisionnement du turbo en huile est essentiel. Vérifiez toujours la pression d’huile;
- Évitez d’utiliser du silicone sur les joints d’huile car ils peuvent se détacher facilement et bloquer le passage de l’huile;
- Nettoyer ou remplacer les conduits d’entrée d’huile afin d’enlever les résidus qui pourraient obstruer l’alimentation en huile vers les systèmes de paliers;
- Lorsque vous installez un turbocompresseur de remplacement, utilisez une huile et des filtres neufs (qui ont été recommandés par le fabricant du moteur).
Dommages par un corps étranger
Qu’est-ce qu’un corps étranger et quelle en est la cause?
Un corps étranger est tout simplement un objet qui rentre dans le turbocompresseur par le conduit d’entrée d’air ou de gaz d’échappement. Lorsqu’un corps étranger entre dans le turbocompresseur, sa performance en sera très vite affectée.
Signes de dommages par un corps étranger:
- Bruit provenant du turbo durant le fonctionnement;
- Perte de performance;
- Aspect « écaillé » des pales;
- Aspect « grêlé » de l’orifice d’entrée compresseur;
- Aspect « grêlé des pales du compresseur.
Quelles sont les causes des dommages par un corps étranger?
- Petites particules entrant à travers les conduits endommagés;
- Si le filtre à air est endommagé (ou défectueux), de mauvaise qualité ou absent, les objets seront aspirés dans le conduit d’entrée d’air;
- Débris provenant d’une défaillance précédente du turbocompresseur;
- Composants de moteur cassés, par ex. soupapes ou fragments de pistons endommagés, embouts d’injecteurs;
- Boulons, écrous, rondelles, chiffons et autres objets laissés dans le conduit de départ lors de l’entretien.
Prévention des défaillances de turbo:
- S’assurer que les conduits d’air ne soient ni obstrués, ni entravés par des objets non fixés;
- Vérifier que les conduits d’air soient intacts et en bon état de fonctionnement;
- S’assurer que le filtre à air soit adapté au véhicule;
- S’assurer qu’il ne reste aucun débris ou fragment d’une précédente défaillance de turbo;
- L’utilisation de joints neufs aide à éviter la potentielle rupture de joints et permet également une étanchéité parfaite.
Remarque: Ne jamais continuer à utiliser un turbocompresseur dont les pales sont abimées car l’équilibre du rotor en sera affecté et cela pourrait modifier sa durée de vie.
REA/SREA
Modes de défaillance REA/SREA’
Les REA (Actuateur Électronique Rotatif) ou SREA (Actuateur Électronique Rotatif Simple) sont montés sur beaucoup de turbos à géométrie variable et contrôlent le mouvement des ailettes.
Qu’est-ce que la géométrie variable et pourquoi utiliser ces systèmes ?
Lorsque l’on associe un turbocompresseur à un moteur, il est impératif d’équilibrer la réponse en bas régime avec une efficacité à grande vitesse. L’ensemble à géométrie variable est conçu pour modifier la zone d’entrée du gaz d’échappement et la vitesse du moteur afin de correspondre le plus possible aux exigences de puissance du moteur. Lorsque la vitesse du moteur augmente, l’actuateur électronique ouvre en grand les ailettes de l’ensemble à géométrie variable afin de maximiser le débit des gaz d’échappement.
Les actuateurs électroniques REA/SREA sont extrêmement complexes et sophistiqués. Ils ne peuvent pas être interchangés avec différents boitiers ou couverclesnoirs. Les paramètres d’étalonnage sont programmés dans le logiciel de la tête noire et sont propres à chaque turbocompresseur.
Quelques avantages des actuateurs électroniques :
- Réponse rapide aux changements de vitesse ;
- Précision du débit d’air minimal et maximal ;
- Boucle de retour d’information à l’ECU du véhicule : il indique la position de l’actuateur et la puissance exigée.
Symptômes de défaillance de l’actuateur électronique :
- Perte de puissance totale entrainant le passage du véhicule en mode dépannage ;
- Témoin de gestion du moteur clignotant;
- Pression faible et intermittente ou suralimentation.
Modes de défaillance communs :
Défaillance du boitier – Les REA et SREA seront défaillants si le mécanisme de géométrie variable accroche à cause de résidus de graisse ou d’une accumulation de carbone.
Si le mécanisme de géométrie variable accroche, le moteur reçoit un courant plus important que ce pourquoi il a été conçu, ce qui entraine l’épuisement du moteur ou la défaillance des vis sans fin en plastique. Cette restriction est susceptible de réduire la pression turbo et risque de faire passer le véhicule en mode « dépannage ». Dans la plupart des cas, le couvercle noir et les composants électroniques ne sont pas affectés par la défaillance du boitier et peuvent être réutilisés.
Connecteurs de carte – Les connecteurs peuvent se dilater et se contracter, finissant parfois par se casser et entraîner la défaillance de l’actuateur électronique. Cette défaillance passe souvent inaperçue lors des réparations et des tests en atelier puisqu’elle ne peut être détectée que lorsque l’actuateur est chaud.
Mauvaise manipulation du turbo – Si le connecteur du turbo est heurté ou endommagé, il cassera et vous devrez remplacer l’unité entière.
Infiltration d’eau – Le positionnement du turbo dans le compartiment moteur peut influer sur le risque d’infiltration d’eau dans l’actuateur électronique. L’actuateur risque de rouiller et d’être contaminé et d’envoyer de mauvais signaux avant de casser.
Vibrations du moteur – Les vibrations constantes du véhicule risquent d’user l’actuateur électronique et d’entrainer sa défaillance après un certain temps.
Perte de puissance – Si l’actuateur électronique n’a pas réussi à ouvrir les ailettes de l’ensemble géométrie variable lors de l’accélération, le turbo ne pourra pas fonctionner de manière efficace. Si les ailettes sont en position fermée, le moteur risque d’être étouffé et la turbine risque de tourner trop vite. Au contraire, si les ailettes sont trop ouvertes, le turbo subira trop de « latence » et répondra lentement. Dans ce cas, vous devez vérifier l’existence d’une défaillance de l’actuateur électronique résultant d’autres modes de défaillance.
Notes pour la réparation:
- Lorsque vous réparez l’actuateur électronique, la vis sans fin et le moteur doivent être au bon ratio pour éviter toute défaillance immédiate.
- Après la réparation, les actuateurs REA doivent être étalonnés selon le turbo. Un mauvais étalonnage de l’actuateur électronique monté sur le turbocompresseur risque d’entrainer des performances faibles.
- Nous vous déconseillons d’utiliser la soudure comme moyen de réparation des connexion défaillantes dans le boitier engrenages et le boîtier noir. La soudure risque de se fendre dans des conditions de variation de températures et de vibrations. Pour cette raison, le connecteur du moteur et de l’ensemble de la bobine d’arrêt du moteur doivent être soudés par points.
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